Способ получения жидких комплексных удобрений

(5 ОПИ АН БРЕТЕ ЛЬСТВУ 86,ча ор СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химической технологии(72) З,С. Голынко и Г.К.Целищев (56) Авторское Свидетельство СССР Р 1430341, кл. С 01 В 25/22, 19 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ КО 1 ПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИИ(57) Изобретение относится к области производства жидких комплексных удобрений (ЖКУ), Для ЯКУ получают реэкстракцией Фосфорной кислоты из насыщенного ею органического растворителя раствором, содержащим ди- и моноаммонийфосфат, количества которых определяют по Формулам: М1/(1+К)Н - 2 и М = К/(1+К)Ъ 7 + 1, где М, и М - количество соответственно моно- и диаммонийфосфата, мОль/мОль НРОф цр ф 1 вывод ВО 1 ного реэкстракта в качестве ЖКУ,Изобретение относится к области производства жидких комплексных удобрений (ЖКУ) из Фосфатного сырья, используемых в сельском хозяйстве в качестве эффективных и экономических минеральных удобрений.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ЖКУ, вклюющий экстракцию фосфорной кислоты ганическим растворителем и ее ре 0,05-0,17 массовых частей (м.ч.), К - мольное отношение ди- и моноаммонийфосфата в ЖКУ, 1,2-1,9, разделением образовавшегося водного реэкстракта иа ретур и продукт, колй чество которого составляет 0,05- 0,17 м.ч. реэкстракта, обработкой ретура аммиаком с возвращением его на реэкстракцию, При этом соотношение потоков реэкстрагирующего раствора и органического растворителя оп ределяют по формуле Р(0,279 (М + + М,) + 0,028) (НРО),ц., где (НРО)- концентрация Фосфорной кислоты в органическом раствори" теле, моль/кг растворителя, ,а коли" чество водного реэкстракта, выводимого в качестве ЯКУ, определяют по формуле, (м.ч,)з Ъ 7 = 1/1+(М +М. ), По данному изобретению получают ЖКУ с суммой питательных веществ М + РО, , равной 34,1-37,М, расход аммиака составляет 0,369-0,395 кг/кг РО г 2 з,п. Ф-лы, 1 табл., 1 ил. экстракцию при 80-110 фС аммиаком примассовом соотношении Р О/(Н =щ (2,4-2,6): 1 в присутствйи водногораствора смеси ди-(ДАФ) и моноаммонийфосфата (МАФ), взятых в мольномсоотношении (2,5-3,5): 1. В качествераствора смеси Фосфатов аммония используют ретур, т,е. раствор ЖКУ,при массовом -отношении к органическому растворителю, равном 1:(0,85,0), рН при реэкстракции поддержи 1835399вают в интервале 6,8-7,2 По этому способу получают ИКУ) содержащие 23,7-24,5 Р О и 7,5-8,33 11, сумма питательных веществ 31)5-33)6) мольное соотношение в ЯКУ ДАФ/МАФ= 2,03-2,90 (заявка на изобретение Н 4836484/26 от 04,05.90, кл. С 65 " В 11/02),Недостатками способа являются слож.10 ность процесса, заключающаяся в высокотемпературной реэкстракции, что потребует дополнительных затрат энер" гии и защитных мер от паров токсичного органического растворителя, недостаточно высокое содержание пита" тельных веществ в ЯКУ и повышенный расход аммиака 0,411-0,413 кг Р 200);Целью настоящего изобретения лвляется упрощение процесса, повышение качества ЯКУ при обеспечении в про" дукте мольного соотношения ДЛФ/МАФ) равного 1)2-1)Ч) и снижение расхода аммиака.Поставленная цель достигается в 25 предложенном способе тем, что реэкстракцию ФосФорной кислоты проводят смесью ДАФ и МЛФ с образованием продукционного раствора) 0,05-0,17 массовых частей (м.ч.) которого выводят 30 в качестве продукта, а количество ДАФ и МАФ в реэкстрагирующем растворе определяют по формулам:1 М, : -1-Р - 2,КМ- 1,2 1+К) Я )где М 1 - количество МАФ, моль/моль5 георг )М 2 - количество ДАФ) моль/моль5 4 орг )Ч - вывод водного реэкстрактав качестве продукта, равныйО)05-0,17 м.ч.,К - мольное отношение ДЛФ/МАФв продукте (ИКУ равное1,2-1,9остальную часть водного реэкстракта обрабатывают аммиаком и возвращают на реэкстракцию, При этом долю волного реэкстракта, выводимого в качестве ЯКУ определяют по формуле1а массовое соотношение водного и ор-ганического потоков при реэкстракции определяют по формуле.ДАФ, М 2,моль/моль 11,91 4,20 14)1 4,85 М,+М 19,0 4,87 19,0 4)88 Таким образбм) интервал суммарного количества фосфатов аммония в реэкстрагирующем растворе составляет4,87-19)0 моль/моль НРО 4,)р Вщэтого количества солей массовое соотношение потоков при реэКстракции составит Р = (1,38-5)33) НзРОе очагВ прототипе вывод .(Ы) водйого реэкстракта в качестве продукта сос"тавляет 0,232-0,411 м.ч., суммарноеколичество фосфатов аммония (М+М 2)в ретуре - 0,087-0,95 моль/мольНРО , массовое соотношение (Р)органического растворителя к ретуру -(0,7-6,0): 1, а в данном изобретениипри тех же концентрациях Фосфорнойкислоты в органическом растворителе,что и в прототипе (1)6-6)0 Р 20 )(0,31-4,48):1,Отличиями предложенного способаявляются относительное количествоводного реэкстракта, выводимого вкачестве продукта, формулы для расчета количеств МАФ и ДАФ в реэкстрагирующем растворе, изменение порядкаопераций, а также формулы для расчета доли водного реэкстракта, выводимого в качестве ЯКУ) и массовогосоотношения потоков при реэкстракции.Из сравнения предложенного способа с известным следует, что количество фосфатов аммония в реэкстрагирующем растворе жестко связано с долейвыводимого в качестве ЯКУ водного Р=(0,279(М +М )+0,028)(Н РО ) где НРО- количество фосфорнойкислоты в органическом растворителе,моль/кг органического растворителя.По выше приведенным формулам можно определить интервал количества МАФ и цА в реэкстрагирующем растворе:/МАФ в продукте, При этом относительное количество ММ и ДАФ в реэкстрагирующем растворе больше, чем в ретуре по известному способу. В процессереэкстракции лишь часть ДАФ в реэкстрагирующем растворе нейтрализу"ется фосфорной кислотой, содержащейсяв органическом растворителе. Приэтом получают ЖКУ с заданным соотношением ДАФ/ИАФ (К = 1,2-1,9), Остальное количество водного реэкстрактаобрабатывают аммиаком, расход которого определяется количеством аммиака,необходимого для нейтрализации Фос.Форной кислоты до образования МАФ,и соотношением ДА 4/МАФ в ЖКУ. По из"вестному способу фосфорную кислотунейтрализуют аммиаком до получениясмеси ИАФ и ДАФ, на что требуетсябольше аммиака при одной и той жеконцентрации фосфорной кислоты в органическом растворителе,На основе экспериментального материала нами найдены условия и выве"дены расчетные формулы, позволяющиесвязать количественный вывод водногореэкстракта в качестве ЯКУ со снижением расхода аммиака при повышениикачества прсдукта. /1 ля этого необходимо -изменить порядок операций и стало возможным отказаться от высокотемпературной реэкстракции.Сущность способа поясняется чертежом. Насыщенный Фосфорной кислотойорганический растворитель 1 обрабатывают раствором 2,содержащим МАФ и ДАф,ьна стадии реэкстракции 3. Регенерированный растворитель выводят на экстракцию 4, Образовавшийся водный реэкстракт 5 содержащий МАФ и ДАФ в другом соотношении, чем 2, делят на двечасти, одну из которых в количестве0,05-0,17 м.ч. выводят в качествеЖКУ 6, остальную 7 обрабатывают аммиаком 9 на стадии аммонизации 8 иполучают реэкстрагирующий раствор,2,1Предложенный способ можно осу.ществить в широком температурном интервале. Во избежании избыточных затрат энергии процесс можно осуществитьпри температуре окружающей среды.Для лучшего разделения Фаз процессможно осуществить при повышенной температуре, но ниже на 10 С температурывоспламенения легковоспламеняемойжидкости. Поэтому температурный ин 35399 6тервал стадии реэкстракции может быть8-50 оСКак следует из формулы изобретенияпроцесс не зависит от концентрациифосфорной кислоты в органическом ра".створителе, На практике концентрацияФосфорной кислоты в органическом ра 10 створителе составляет 0,5-15,04(0,05-1,53 моль/кг органического растворителя), В качестве органическогорастворителя можно использовать любой, экстрагирующий фосфорную кислоту из производственных растворов:алифатические спирты С-С, алкилфосфаты (например, ТБЬ), алкиламины(например, ТОА), фосфиноксиды (например, ТОФО, ФОР) и др.20 В таблице приведены результатыпроцесса получения ЖКУ в соответствии с данным изобретением,Из данных таблицы следует, чтопри заявленных режимах получают ЖКУ25 лучшего качества при снижении расходааммиака. При выводе ЖКУ в количествеменее 0,04 м,ч, падает качество продукта, При выводе более 0,17 м.ч.содержание питательных веществ повы 30 шается, но вследствие насыщения однаиз солей выпадает в осадок при нормальной температуре что недопустимо для удобрений этого типа,П р и м е р 1. 1 кг органического растворителя (70-й ТБФ в керосине), содержащий 0,3 моля Фосфорнойкислоты (2,13 РО ) обрабатываютпри 20 С раствором ди- и моноаммонийфосфата, содержащим 2,1 моль ДАФ,щ и 0,6 моль ИАФ, что соответствуетсумме ЛАб + ИАФ 9 моль/моль НРОКоличество реэкстрагирующего растворасоставляет 0,762 кг, что подтверждается расчетом по формуле Р = (0,2799+0,028) 0,3 0,762 кг, Из полученного реэкстракта - Д,791 кг выводят0,1 м,ч, - 0,079 кг - в качестве ЖКУ,в котором содержится 0,18 моль РАФи О, 12 моль ИАФ, мольное соотношениеБО ДАФ/ИАФ 1,5. ЖКУ содержит Р О26,6 и Я - 8,М, сумма питательныхвеществ 353. Оставшуюся часть раствора 0,712 кг обрабатывают 8, кгаммиака, добавляют 0,042 кг воды и5 направляют на реэкстракцию. Расходаммиака составляет 0,399 кг/кгРО . Количество МАФ и адф в реэкстрагирующем растворе проверяют поФормулам(1+1,51 0,1107 МОЛЬ/МОЛЬ Н РО 4м 1+м 2=9 моль/моль ИБРО(составреэкстрагирующего раствора, мас, Ф:Р О т 25 2, М - 8)8),П р и. М.е р 2, 1 кг органического. экстракта (753-й ТБФ в керосине),содержащий 1,1 моль НРО (7)81 ьРО обрабатывают при 30 ФС раство. ром, содержащим 15,52 моль ДАФ и5,38 моля МЛФ (состав раствора)мас.З:Р П - 25,3, Я - 8,7), что соответствует 19 моль/моль ИР 04посумме ДАФ+МАФ. Массовое количество 25раствора на реэкстракцию составляет5,86 кг и проверяют по Формуле Р(0,279 19+0,028)1,1 5,86 кг/кг экстрактаИэ полученного водного рет,экстракта (5)97 кг) выводят 0,05 м,ч. ЗОили 0,298 кг в качестве ЯКУ) в кото-.ром содержится 0,38 моля МАФ и0,72 моль ДАФ) мольное соотношениеДАФ/МАФ = 1,9, полученные ЯКУ содер"жат 26,23 Р О и 8)54 Ю (сумма питательных веществ 31,73). Оставшуюсячасть раствора 5,67 кг обрабатывают30,8 г аммиака, добавляют 0,16 кгводы и получают 5,86 кг раствора дляреэкстракцииКоличество МАФ и ДАФв реэкстрагирующем растворе проверяют по Формулам:1 М щ ттттттт т т 2 1(1+1) 9) 005 11 9 МОль/моль НРО 4 рог) М = -)+ 11 9141)9) 0,05, ./Н,РО.,М 1+М = 19 моль/моль НРО,)г.Особенностью предлагаемого способа является возможность использования для экстракции Фосфорной кислоты производственных растворов, полученных из любых видов ФосФатного сырья: апатиговый концентрат, Фосфорит Каратауи дроИспользование предлагаемого спо"соба получения ЯКУ обеспечивает посравнению с известным способом следующие преимущества:- воэможность получения ЯКУ болеевысокого качсства) что снизит затраты на перевозку, хранение и внесение в почву,- снижение расхода аммиака на единицу готового продукта,- расширение сырьевой базы дляполучения ЖКУ за счет вовлечения впроизводство низкокачественных фосФоритов,Формула изобретения1. Способ получения жидких комплексных удобрений) включающий эксттракцию ФосФорной кислоты органическим.растворителем иэ производственногораствора, реэкстракцию Фосфорной кис-лоты иэ насыщенного ею органическогорастворителя раствором, содержащиммоно- и диаммонийфосФат с обработкойаммиаком, разделение образовавшегосяводного реэкстракта на продукт иретур, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса, по"вышения качества жидких комплексныхудобрений при обеспечении в продуктемольного соотношения ди- и моноаммо"нийфосФата, равного 1,21,9, и сниже"ния расхода аммиака, в качестве про"дукта выводят 0,050,17 массовых частей водного реэкстракта, количествомоно- и диаммонийфосфата в реэкстра"гирующем растворе определяют по уравнениям:1 М щ -" в " - 2 1+Ку 45 Кзз етт + 1й Л+К) Мгде М - количество моноаммонийфос 1фата, моль/моль НРОорг )М - количество диаммонийфосфата,моль/моль Н,РО ,М - вывод водного реэкстрактав качестве продукта 0,050,17 м.чК - мольное отношение ди" и моноаммонийфосфата в продукте,1,21,9, ретур обрабатываютаммиаком и направляют нареэкстракцию.1835399 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю-щ и й с я тем, что соотношение потоков реэкстрагирующего раствора и органического растворителя определяют по формуле:Р = (0,279 (И 1+М)+0,028)кХ (Н Р 01 ) фри тгде (НаРО+) г - концентРациЯ фосфорной кислоты в органическом растворителе, моль/кграстворителя.3. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что количество водного реэкстракта, выводимого в качестве продукта, определяют по формуле, массовая часть:Реэкстрагирующий раствор гВывод взку, .н,ц,(На РОа )фримоль/кг Расход ТПТ,кг/кг Р 0 в орг. ДАФМАФв КУ ЯкуН+РОв ЛаИ 1 ДДНЦВ рас ои,кгlкг моль/моль НтРОф орг орг%Реэкстракция осуществляется оаствпром, содервацим только ДМ для соблюдения условий К и Ч необходимодополнительно ввести в систему извне 0028 кг ИАФ/кг орг, В продукте при стоянии выпадают в осадокФосФаты аммония,1,2 0,050,08 0,10 0,12 о,4 0,16 0,17 1,9 0,050,08 с,о 0,12 о,4 0,16 11,91 7,09 7,82 3,68 6,46 2,54554 1,784,89 4,40 0,84 4,2 0,67 Э,о 8,5 7,0 6,0 5,28 т,751835399 Составитель Т.Локшинаедактор Техреду М,Моргентал Корректор О,Густи и ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 2975 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва Подписное по изобретейияи и открытиям Ж, Раущская наб., д. 4/5